유전적 다양성(遺傳的多樣性, 영어: genetic diversity)은 하나의 종에서 나타나는 유전자의 생물 다양성을 뜻하는 개념이다. 유전자 다양성(遺傳子多樣性)이라고도 한다. 한 종의 모든 유전자의 총수에서 차지하는 유전형질의 개체차를 주요 연구 대상으로 한다. 유전자 변산이 단순히 유전형질 간의 차이만을 다루는 개념인 것과 달리 유전적 다양성은 유전형질의 변화를 함께 고려한다. 유전적 다양성은 각 세대마다 증가하며, 이는 연관이나 교차, 변이 등의 영향을 받는다. 일반적으로 생물학에서 사용되는 유전정보라는 단어는 바로 개체군에서의 유전적 다양성을 의미한다.
유전적 다양성은 집단유전학의 여러 이론과 가설들의 기반이 되는 중요한 개념이다. 중립 진화 이론에 따르면 유전적 다양성은 중립적인 유전자 대체가 축적된 결과이다. 여러 가지 자연선택 역시 유전적 다양성을 유발한다. 분열성 선택은 하나의 종에 속한 하위집단이 서로 다른 환경에 처해졌을 때 서로 다른 자연선택을 겪게 되어 유전형질이 달라지게 된다는 이론이다. 분열성 선택은 어떤 종이 폭 넓게 이동하면서 서식지의 규모가 커졌을 때 일어난다. 빈도 의존 선택은 집단의 개체수가 적응도에 영향을 준다는 가설이다. 예를 들어 숙주-기생 상호관계에서 숙주가 어느 기생생물을 억제할 수 있도록 진화한 경우, 그 기생생물의 개체수가 많다면 숙주의 변화에 적응할 가능성이 더욱 높아진다.